水果酵素制備及功能作用的研究進(jìn)展

◎ 吳國(guó)虹，肖開前，徐吉祥

（清遠(yuǎn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 食品藥品學(xué)院，廣東 清遠(yuǎn) 511500）

酵素又叫植物綜合活性酶，是以純天然的水果、蔬菜、食用真菌、中草藥等為原材料，應(yīng)用發(fā)酵技術(shù)得到的功能性產(chǎn)品，不摻雜其他化學(xué)成分、不對(duì)身體產(chǎn)生危害。研究表明，人體內(nèi)有2萬多種酵素，它是機(jī)體不可或缺的生物反應(yīng)催化劑，能對(duì)機(jī)體的生理機(jī)能產(chǎn)生影響，主要體現(xiàn)在促進(jìn)排便、平衡腸道菌群等方面。酵素中含有豐富的酚類、多糖類、黃酮類、酶類（蛋白酶、淀粉酶、超氧化物歧化酶等）及有機(jī)酸等，這些活性成分使其具有抗氧化、減肥排毒、消炎抑菌等作用[1]。如今，酵素食品已逐漸成為風(fēng)靡亞洲的新型功能性食品。

水果酵素是以新鮮水果為原料進(jìn)行發(fā)酵的酵素，是典型的酵素產(chǎn)品之一。研究表明，水果酵素在酶活性、總酸含量、自由基清除能力等方面均明顯超過蔬菜酵素，且能利用果皮、果渣等制備有較高生物活性的酵素。

本文介紹了近年來國(guó)內(nèi)水果酵素的種類、生產(chǎn)工藝、功能作用研究，為后期開發(fā)酵素產(chǎn)品打下基礎(chǔ)。

1 水果酵素的種類

1.1 柑果類酵素

柑果類酵素是以柑果類水果為主要原料發(fā)酵制成的酵素產(chǎn)品。柑果類也稱柑橘類，是蕓香科的一大類水果，也是世界第一大水果，主要包括橘、柑、橙、柚和檸檬五大類。柑果類的果實(shí)具有特殊的清香氣味，均有厚果皮保護(hù)柔軟的果肉，內(nèi)部果實(shí)分成許多的果瓤，有豐富的果汁[2]。這類水果富含有機(jī)酸、膳食纖維、維生素、蛋白質(zhì)、多糖等，還含有類黃酮、酚酸等功能性物質(zhì)，制成的水果酵素具有滋潤(rùn)健胃、強(qiáng)化血管、排除體內(nèi)毒素、降低膽固醇、預(yù)防感冒及牙齦出血等作用。

1.2 仁果類酵素

仁果類酵素是以仁果類水果為主要原料發(fā)酵制成的酵素產(chǎn)品，主要有蘋果、梨、山楂、枇杷等。仁果類的主要食用部分是由肉質(zhì)的花托發(fā)育而成的果皮和果肉，在制作水果酵素時(shí)，也多以其果皮果肉為原料。仁果類水果除含有多糖、纖維素、維生素等基本營(yíng)養(yǎng)成分，還含有鈣、磷、鉀及微量元素鐵、鋅等，制成的酵素具有維持心臟、血管正常運(yùn)作，去除體內(nèi)毒素，調(diào)理腸胃，促進(jìn)腎機(jī)能，預(yù)防高血壓等作用[3]。

1.3 漿果類酵素

漿果類酵素則以漿果類水果為原料進(jìn)行發(fā)酵，是水果酵素的主要大類產(chǎn)品，常見的有葡萄酵素、獼猴桃酵素、草莓酵素等，是水果酵素的熱門產(chǎn)品。漿果是典型的肉果，果皮薄、果肉厚且軟、果汁豐富，非常適合加工水果酵素。漿果類水果酵素能補(bǔ)血安神，加強(qiáng)腎、肝功能，幫助消化、清熱生津，利尿止瀉，強(qiáng)健神經(jīng)，補(bǔ)充血液[4-6]，是一種優(yōu)質(zhì)酵素。

1.4 瓠果類酵素

瓠果是另一類型的漿果，是葫蘆科植物特有的果實(shí)，如西瓜、哈密瓜等，瓠果發(fā)酵制成的酵素能消暑解燥，生津止渴，利尿消炎，降血壓[7]。

1.5 其他類水果酵素

我國(guó)的水果產(chǎn)業(yè)區(qū)域特點(diǎn)明顯，生產(chǎn)量逐年大幅增長(zhǎng)，消費(fèi)需求全年較穩(wěn)定，但生產(chǎn)上市時(shí)間相對(duì)集中。一些貨架期短、不耐儲(chǔ)存的水果，尤其是瓜果類水果，容易出現(xiàn)滯銷。各地關(guān)于延長(zhǎng)水果產(chǎn)業(yè)鏈的研究層出不窮，水果酵素是水果加工行業(yè)的新發(fā)展方向，國(guó)內(nèi)許多水果生產(chǎn)地會(huì)根據(jù)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，開發(fā)特有的水果酵素產(chǎn)品，如椰子酵素、香蕉酵素、芒果酵素、鳳梨酵素、木瓜酵素和火龍果酵素等[8]。

水果酵素除果肉發(fā)酵外，多地也開始開展果皮發(fā)酵技術(shù)的研究。張淑華等[9]研究了橘子皮、火龍果皮、香蕉皮發(fā)酵生產(chǎn)酵素的不同效果，發(fā)現(xiàn)在抗氧化活性上，橘子皮酵素有較好的功效。洪厚勝等[10]研究了葡萄果渣酵素的發(fā)酵工藝及理化特性，發(fā)現(xiàn)葡萄果渣酵素具有明顯的抗氧化作用和良好的風(fēng)味。這說明在水果酵素的制備中，可進(jìn)行廢物利用，降低酵素生產(chǎn)成本，具有低成本、高活性的特點(diǎn)，它必將成為酵素產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。

2 水果酵素的生產(chǎn)工藝

現(xiàn)階段，關(guān)于水果酵素的生產(chǎn)工藝研究，主要集中在發(fā)酵方式的選擇和發(fā)酵工藝的優(yōu)化方面。發(fā)酵方式主要有自然發(fā)酵和接種發(fā)酵[11]，發(fā)酵工藝的優(yōu)化主要是針對(duì)發(fā)酵菌種的選擇、發(fā)酵條件的優(yōu)化等。

2.1 自然發(fā)酵

水果酵素的自然發(fā)酵是指以水果為原料，利用原料表面附著的酵母菌、乳酸菌、米曲霉等微生物進(jìn)行發(fā)酵。自然發(fā)酵的周期較長(zhǎng)，自然存在的微生物種類、數(shù)量不可控，因此產(chǎn)品的質(zhì)量參差不齊，難以實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)[12]。

自然發(fā)酵的生產(chǎn)工藝流程可歸納為：水果原料的選擇→清洗→去皮、去核→切分→裝罐→加水→調(diào)節(jié)糖度、pH→發(fā)酵→過濾→成品。

2.2 接種發(fā)酵

水果酵素的純種發(fā)酵是指根據(jù)原料特點(diǎn)選擇合適的發(fā)酵菌種，進(jìn)行人工接種，應(yīng)用微生物菌群對(duì)水果原料的發(fā)酵作用生產(chǎn)酵素產(chǎn)品的方式。菌種可以是單一的純種發(fā)酵，也可以是多菌種混合的混合發(fā)酵[12-14]。

接種發(fā)酵的生產(chǎn)工藝流程可歸納為：水果原料的選擇→清洗→去皮、去核→切分、破碎→酶解→滅菌→接種→發(fā)酵→過濾或離心→成品。

2.3 發(fā)酵工藝優(yōu)化

無論是自然發(fā)酵還是接種發(fā)酵，水果酵素的發(fā)酵過程都十分復(fù)雜。酵素產(chǎn)品的品質(zhì)不僅與原料品種有關(guān)，還受接種量、輔料添加量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間和料液比等因素的影響。張海燕等[3]對(duì)蘋果酵素的自然發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，研究了初始pH值、糖添加量、蘋果片質(zhì)量濃度對(duì)蘋果酵素產(chǎn)品品質(zhì)的影響；彭寧等[14]以獼猴桃為主原料，研究了接種量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時(shí)間為影響因素的自然發(fā)酵工藝條件；陳林等[5]研究了酵母、乳酸菌、果膠酶和纖維素酶的添加量對(duì)獼猴桃酵素產(chǎn)品的影響，并在成果基礎(chǔ)上探索了初始糖添加量、料液比、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間等因素的最佳工藝條件；楊培青等[15]以藍(lán)莓果渣為主原料，優(yōu)化了酵母菌和干酪乳酸菌的最佳接種量、發(fā)酵溫度、初始pH值、發(fā)酵時(shí)間等發(fā)酵工藝條件，提高了酵素產(chǎn)品質(zhì)量。

3 水果酵素的功能作用

水果酵素能夠成為水果加工產(chǎn)業(yè)的重要研究方向，離不開它豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和功能作用。

水果酵素富含人體必需氨基酸、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、維生素、酚類物質(zhì)、類黃酮和礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分，具有多種香氣成分，食用品質(zhì)好，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。

水果酵素產(chǎn)品的功能作用主要體現(xiàn)在它清除DPPH自由基、超氧陰離子、羥自由基的能力，淀粉酶、脂肪酶的活力，以及有機(jī)酸的種類和含量方面，因此，國(guó)內(nèi)關(guān)于水果酵素功能作用的研究主要集中在抗氧化能力等方面[16]。

3.1 抗氧化作用

水果通過酵母菌、乳酸菌等有益微生物發(fā)酵后，超氧化物歧化酶含量能明顯增加，抗氧化作用增強(qiáng)。崔國(guó)庭等[17]研究了草莓酵素的體外抗氧化活性，發(fā)現(xiàn)其具有很強(qiáng)的羥自由基清除能力、DPPH自由基清除能力、超氧陰離子自由基清除能力和還原力；王佳[18]研究了黑果酵素的羥基自由基清除率、DPPH自由基清除率，并利用D-半乳糖致衰模型，探究黑果酵素小鼠體內(nèi)抗氧化活性，發(fā)現(xiàn)黑果酵素有顯著抗氧化能力；金哲寧等[19]研究了沙棘酵素功能成分及其體外抗氧化性能，發(fā)現(xiàn)在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，產(chǎn)品的羥基自由基清除能力和DPPH自由基清除能力優(yōu)于維生素C對(duì)照。

3.2 助消化作用

人體內(nèi)的消化作用與消化酶密切相關(guān)。消化酶因作用對(duì)象不同可分為蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纖維素酶等。水果酵素產(chǎn)品中的功效酶主要為淀粉酶和脂肪酶。崔國(guó)庭等[17]發(fā)現(xiàn)，草莓酵素中的脂肪酶活力較高，有一定的助脂肪消化功效。

3.3 調(diào)節(jié)腸道菌群作用

水果酵素經(jīng)過微生物發(fā)酵制成，產(chǎn)品中富含生物活性成分和活菌，這些物質(zhì)能起到調(diào)節(jié)腸道菌群的作用。趙冰婕[20]研究了紅樹莓酵素凍干粉中的生物活性成分和活菌，發(fā)現(xiàn)相比單一短乳桿菌凍干粉，該產(chǎn)品具有更好的降血糖、重塑腸道菌群、調(diào)節(jié)代謝物以及修復(fù)肝臟與腸道上皮細(xì)胞損傷的效果；郭樂[21]通過建立腸道菌群失調(diào)小鼠模型，采用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-變性梯度凝膠電泳（PCR-DGGE）方法證實(shí)，自制蘋果酵素對(duì)腸道菌群失調(diào)小鼠腸道微生態(tài)有恢復(fù)重建的作用；張鵬宇[22]發(fā)現(xiàn)桑葚酵素聯(lián)用水蘇糖不僅對(duì)SD大鼠便秘模癥狀有更好的改善效果，同時(shí)還可以明顯增加腸道菌群乳酸桿菌屬含量、改善腸道菌群并明顯降低結(jié)腸上皮組織AQP8蛋白表達(dá)水平。

3.4 降血糖作用

趙冰婕[20]研究了紅樹莓酵素凍干粉對(duì)Ⅰ型糖尿病小鼠腸道菌群及其代謝物的影響，發(fā)現(xiàn)紅樹莓酵素凍干粉稀釋液可以降低Ⅰ型糖尿病小鼠空腹血糖值，提高小鼠糖耐量，并恢復(fù)重塑Ⅰ型糖尿病小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)代謝物，修復(fù)肝臟損傷和恢復(fù)腸道上皮和黏膜細(xì)胞；陳秀麗[23]探討了水果酵素醋對(duì)胰島素抵抗糖/脂代謝紊亂大鼠的作用，發(fā)現(xiàn)其具有輔助降血糖的功能和一定的減輕腎功能損傷作用。

3.5 降血脂作用

吳春昊[24]綜述了近年來檸檬酸制劑降血脂的研究現(xiàn)狀以及檸檬酵素飲料的制備工藝，找到了合理的降脂配方，研制了降血脂檸檬酵素飲料。

3.6 輔助降尿酸作用

陳秀麗[25]研究了水果酵素醋飲料的輔助降尿酸的功能，發(fā)現(xiàn)水果酵素醋低、中、高劑量組能顯著降低小鼠血清尿酸含量；能顯著抑制黃嘌呤氧化酶和腺苷脫氨酶的酶活性，降低血尿酸水平；對(duì)肌酐及尿素氮無明顯影響，說明水果酵素醋具有明顯的降尿酸作用，不會(huì)造成小鼠腎功能損傷。

3.7 抑菌消炎作用

水果酵素中有機(jī)酸的含量較高，有機(jī)酸具有明顯的抑菌作用。劉維兵[26]優(yōu)化了葡萄海棠果酵素的發(fā)酵工藝，并發(fā)現(xiàn)其具有一定的抑菌性和抗氧化活性，對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌能有一定抑制作用；王輝[27]對(duì)青梅酵素的抑菌作用進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)青梅酵素原液對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌的抑制作用較強(qiáng)。

3.8 其他作用

水果酵素還可以調(diào)節(jié)身體酸堿性，從而使體內(nèi)的血液呈弱堿性，幫助清除身體毒素、保持腸內(nèi)細(xì)菌的平衡、強(qiáng)化細(xì)胞、增強(qiáng)身體抵抗力等方面讓身體內(nèi)環(huán)境維持平衡。水果酵素還能夠有效幫助增強(qiáng)身體的解毒排毒功能，幫助改善身體器官、血液的清潔度，幫助美容護(hù)膚，改善粗糙、暗沉膚質(zhì)[28]。

4 結(jié)語(yǔ)

水果酵素的抑菌消炎、降血糖、降血脂、美容護(hù)膚、解酒護(hù)肝、潤(rùn)腸通便和排毒養(yǎng)顏等功效顯著，已經(jīng)成為備受消費(fèi)者青睞的一類保健食品。而除了在食品方面的應(yīng)用外，水果酵素還可用于開發(fā)護(hù)膚品、飼料、肥料等，國(guó)內(nèi)也已有部分研究，且作用效果顯著。應(yīng)根據(jù)區(qū)域特色農(nóng)業(yè)發(fā)展需求，科學(xué)開發(fā)水果酵素產(chǎn)品，將其更合理高效地應(yīng)用到保健、美容、種養(yǎng)殖等行業(yè)中，發(fā)揮其更大的作用。